(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ステータコアとコイルを絶縁するための面対向型レゾルバのインシュレータにおいて、
中央に孔が設けられた略円板形状の円板形状部と、
前記円板形状部から軸方向に延在し、コイルを巻くための筒形状を有した複数のボビン部と、
前記複数のボビン部のそれぞれが、当該ボビン部の先端から回転軸に対して垂直な方向に延在し、互いに分離された構造の複数の鍔部と、
回転軸方向から見て、前記円板形状部の前記複数の鍔部と重なる位置に設けられた複数の開口部と
を備え、
前記円板形状部と前記複数のボビン部と前記複数の鍔部が一体成形された構造を有することを特徴とする面対向型レゾルバのインシュレータ。
【請求項２】
前記円板形状部は、前記複数のボビン部を有する分割部が薄肉連結部を介して連結していることを特徴とする請求項１に記載の面対向型レゾルバのインシュレータ。
【請求項３】
請求項１または２に記載の面対向型レゾルバのインシュレータと、
前記複数のボビン部に巻かれたコイルと、
前記ボビン部の内側に挿入された部分を有するステータコアと
前記ステータコアに対面する位置に配置したロータと
を備えていることを特徴とする面対向型レゾルバ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、面対向型のレゾルバのインシュレータおよびこのインシュレータを用いたレゾルバに関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、巻線磁芯に固定子巻線が設けられた面対向型のレゾルバが開示されている。ここで、固定子巻線は、周知のシートコイル、プリント基板コイル、整列巻線等の何れかよりなると記載されているだけで、整列巻線の詳細な説明は無い。通常、面対向型レゾルバを製造する際は、分離型のボビンを予め用意しておき、このボビンをインシュレータに貼り付け、このボビンにマグネットワイヤを巻回する。しかし、この方法では、ボビンを別途用意する必要があったり、ボビンのインシュレータへの貼り付けが必要であったりし工程が複雑になる。また、ボビンが貼り付いた形状のインシュレータを一体成形する方法もあるが、この場合、型割り構造が複雑でコストがかかる。特に、ボビン部の鍔が円環状につながった形状では、複数のボビンを一体で成形することは困難であった。また、巻線治具にマグネットワイヤを巻回してコイルを作成し、コイルを固めた後、治具より取り外し、ステータの磁極に配置する構造も考えられる。しかし、この方法では、治具を必要とし、コイルを固めるため作業時間が掛かる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−２９０６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
このような背景において、本発明は、安価な金型で一体成形により得ることができる面対向型レゾルバのインシュレータを得る技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
請求項１に記載の発明は、ステータコアとコイルを絶縁するための面対向型レゾルバのインシュレータにおいて、中央に孔が設けられた略円板形状の円板形状部と、前記円板形状部から軸方向に延在し、コイルを巻くための筒形状を有した複数のボビン部と、前記複数のボビン部のそれぞれが、当該ボビン部の先端から回転軸に対して垂直な方向に延在し、互いに分離された構造の複数の鍔部と、回転軸方向から見て、前記円板形状部の前記複数の鍔部と重なる位置に設けられた複数の開口部とを備え、前記円板形状部と前記複数のボビン部と前記複数の鍔部が一体成形された構造を有することを特徴とする面対向型レゾルバのインシュレータである。
【０００６】
請求項１に記載の発明によれば、軸方向から見て鍔部と重なる位置に設けられた開口部が、インシュレータを一体成形する際の金型を軸方向に抜くための隙間となる。このため、ボビンが一体化されたインシュレータを、分割金型のような高価で作業の手間の掛かる金型を使用することなく、安価な金型によるモールド一体成形により得ることができる。
【０００７】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記円板形状部は、前記複数のボビン部を有する分割部が薄肉連結部を介して連結していることを特徴とする。請求項２に記載の発明によれば、円板形状部を直線状に展開した構造に変形することで、円板形状とした場合（展開する前の状態）に比較して隣接するボビン間の間隔を広くできる。すなわち、複数のボビンが密集しているような狭い場所で巻線装置を用いてコイルを巻く場合、コイルの外形は、巻線装置のノズル（ワイヤを引き回すためのノズル）が入る隙間を考慮する必要があり、コイルの大きさは制限される。請求項２に記載の発明によれば、インシュレータを円板形状とした場合（展開する前の状態）に比較して隣接するボビン間の間隔を広くできるので、より径の大きなコイルを巻くことができ、巻線占有率を上げることができる。
【０００８】
請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の面対向型レゾルバのインシュレータと、前記複数のボビン部に巻かれたコイルと、前記ボビン部の内側に挿入された部分を有するステータコアと、前記ステータコアに対面する位置に配置したロータとを備えていることを特徴とする面対向型レゾルバである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、ボビンの鍔部を複数に分離し、更にこの複数に分離された鍔部と軸方向で重なる位置に開口を設けた構造とすることで、この開口が鍔部をインシュレータと一体形成する金型を抜くのに必要な逃げの部分となる。このため、安価な金型で一体成形により得ることができる面対向型レゾルバのインシュレータを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】実施形態のインシュレータボビンの斜視図である。
【図２】図１のインシュレータボビンとステータコアとを上下に分離した状態を示す斜視図である。
【図３】実施形態のステータの斜視図である。
【図４】モールド成形の工程を示す概念図であり、図４（Ａ）は、インシュレータボビン１００を成形するための上側金型４０１と下側金型４０２とを組み合わせた状態の図で、図４（Ｂ）は、この上側金型４０１と下側金型４０２との間の隙間に樹脂４０４を充填した状態の図で、図４（Ｃ）は、上側金型４０１と下側金型４０２とを上下に分離した状態の図である。
【図５】比較例のインシュレータボビンの斜視図である。
【図６】他の実施形態のインシュレータボビンの上面図（Ａ）と展開した状態の斜視図（Ｂ）である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
（構成）
（インシュレータボビン）
以下、発明を利用した第一の実施形態を説明する。図１には、本発明を利用したレゾルバのインシュレータボビン１００が示されている。インシュレータボビン１００は、ステータ側のコイルが巻かれるボビンが一体化されたインシュレータである。インシュレータボビン１００は、樹脂材料を原料とした一体モールド成形により成型されている。インシュレータボビン１００は、モールド成形により一体に成形された円板部１０３、円筒部１０４、８個のボビン１０１を備えている。円板部１０３は、中央に図示しない回転軸が通る孔１０２が設けられた略円板形状を有している。円筒部１０４は、円板部１０３の外周部分から軸方向（図のＺ軸方法）に延在する構造とされている。
【００１２】
円板部１０３には、８個のボビン１０１が同一円周上に均等な角度位置の関係で配置されている。この８個のボビン１０１は、励磁コイルまたは検出コイル（２つのコイルの選択は、場所によって決められる）が巻かれるボビンであり、モールド成形により、円板部１０３（インシュレータボビン１００）と一体に成形されている。ボビン１０１は、円筒形状を有し、その頂部から軸に垂直な方向（Ｚ軸に垂直な方向）に延在した鍔部１０５ａ、１０５ｂ、１０５ｃを備えている。鍔部１０５ａ、１０５ｂ、１０５ｃは、互いに分離した構造で均等な３方向に延在し、ボビン１０１と一体に成形されている。これら鍔部の構造は、８個全てのボビンにおいて同じである。
【００１３】
軸方向（Ｚ軸方向）から見て、円板部１０３の鍔部１０５ａ、１０５ｂ、１０５ｃと重なる部分には、鍔部と同形状、同寸法の開口部１０６ａ、１０６ｂが設けられている。なお、鍔部１０５ｃと重なる円板部１０３の部分にも同様な開口部が設けられているが、図では、ボビン１０１の陰に隠れている。この開口部を１０６ｃとする。すなわち、軸方向から見て、鍔部１０５ａと重なる円板部１０３の部分に開口部１０６ａが設けられ、鍔部１０５ｂと重なる円板部１０３の部分に開口部１０６ｂが設けられ、鍔部１０５ｃと重なる円板部１０３の部分に開口部１０６ｃが設けられている。この鍔部および鍔部と軸方向で重なる開口部の関係は、他のボビンにおいても同じである。
【００１４】
（レゾルバのステータの構造）
図２には、図１のインシュレータボビン１００と結合されるステータコア２００が示されている。ステータコア２００は磁性材料により構成され、削り加工またはプレス加工により形成された円柱形状の磁極２０１を備えている。磁極２０１は、ボビン１０１に対応して８個が設けられている。ステータコア２００とインシュレータボビン１００との結合は、図２の下方からステータコア２００をインシュレータボビン１００に向かって押し付け、磁極２０１を円筒形状のボビン１０１内側に嵌め込むことで行われる。
【００１５】
図３には、レゾルバのステータ３００が示されている。ステータ３００は、図２のステータコア２００を図１のインシュレータボビン１００に結合し、更に８個のボビン１０１にマグネットワイヤを巻き、コイルを形成した構造を有している。
【００１６】
以下、８個のコイルについて説明する。８個のコイルは同じ構造であるので、ここでは代表して一つのコイルについて説明する。図３には、コイル３０２が示されている。コイル３０２は、レゾルバの励磁信号を供給するための励磁コイルとロータからの検出信号を受ける検出コイルである。コイル３０２は、ボビン１０１に巻かれている。円筒形状のボビン１０１の内側には、ステータコア２００の軸方向に突出した磁極２０１が挿入された状態で位置している。コイル３０２は、ボビン１０１の鍔部１０５ａ、１０５ｂ、１０５ｃと、円板部１０３の開口部１０６ａ、１０６ｂ、１０６ｃとの間に巻かれている。
【００１７】
図示省略されているが、本発明を利用したレゾルバは、ステータ３００のコイルが設けられた面に対向して、すなわちＺ軸方向にロータが配置されている。このロータは、孔１０２を通る回転軸が回転中心部分に固定された磁性体により構成され、ステータ３００に対して回転可能とされている。ステータ３００の励磁コイルに励磁信号を供給した状態でロータが回転すると、ギャップパーミアンスが変化することにより、この変化に応じた検出信号がステータ３００の検出コイルから検出される。そしてこの検出信号がＲＤコンバータで処理されることで、ロータの回転角に関する情報が得られる。この点は、通常の面対向型レゾルバと同じである。
【００１８】
（組立方法の一例）
以下、図３のステータ３００の組み立て手順の一例を説明する。まず、図１のインシュレータボビン１００を得るための金型を用意する。この金型は、図１に示される状態の上側（Ｚ軸正方向側）と下側（Ｚ軸負方向側）の一組の型により構成されている。ここで重要なのは、鍔部１０５ａ、１０５ｂ、１０５ｃと軸方向で重なる開口部１０６ａ、１０６ｂ、１０６ｃを設けた構造とすることで、特殊な金型を必要とせずに、通常の上下に分離する金型で図示する構造をモールド成形により得られる点である。
【００１９】
すなわち、鍔部１０５ａ、１０５ｂ、１０５ｃと、開口部１０６ａ、１０６ｂ、１０６ｃは、軸方向で離れているが、軸方向で互いに重なる形状であるので、鍔部１０５ａ、１０５ｂ、１０５ｃの形成に寄与した図１の下側に位置する金型の部分は、金型を分離する際に、開口部１０６ａ、１０６ｂ、１０６ｃを通過する。このため、上下の金型を合わせる作業、および分離する作業を支障なく行うことができる。
【００２０】
以下、上記のモールド成形に係り、鍔部と、それと軸方向で重なる開口部を設けた意義について説明する。図４は、本実施形態のモールド成形の工程を示す断面工程図である。図４には、図１のボビン１０１の部分をＺ軸方向で切断し、その断面をＸ軸負の方向から見た様子が示されている。
【００２１】
図４（Ａ）には、インシュレータボビン１００を成形するための上側金型４０１と下側金型４０２とを組み合わせた状態が示されている。ここで、金型の内部空間である隙間４０３ａ、４０３ｂに樹脂が充填されることで、モールド成型が行われる。図４（Ｂ）には、この上側金型４０１と下側金型４０２との間の隙間に樹脂４０４を充填した状態が示されている。
【００２２】
図４（Ｂ）の状態を得た後、図４（Ｃ）に示すように、上側金型４０１と下側金型４０２とを上下に分離し、インシュレータボビン１００を得る。ここで、図４（Ｃ）には、インシュレータボビン１００の円板部１０３、ボビン１０１、鍔部１０５ａ、開口部１０６ａが示されている。図４から明らかなように、鍔部１０５ａを形成するためには、下側金型４０２の符号４０２ａの部分が必要であるが、この部分は、開口部１０６ａから下方に抜けるので、上下の金型の分離は支障なく行える。仮に開口部１０６ａがない場合、下側金型４０２によって鍔部１０５ａを形成することはできず、分割金型を用いる等のコスト増を招く他の手法を採用する必要がある。
【００２３】
上述のようにして、図１のインシュレータボビン１００を得たら、巻線装置を用いて８個のボビン１０１にマグネットワイヤ（コイル巻線）を巻回し、コイル３０２を得る。そして、励磁コイルの端部と検出コイルの端部を図示省略したインシュレータボビン１０１の端子ピンに絡げる。この後、ステータコア２００とインシュレータボビン１００を嵌め合わせ（図２参照）、更にワニスを滴下し、巻線の固定及びステータコアとインシュレータの固定を行う。こうして図３に示すステータ３００を得る。
【００２４】
（優位性）
以上述べたように、ステータコア２００と結合するインシュレータボビン１００は、ボビン１０１を一体成形した構造としている。ここで、ボビン１０１は、コイルの端部を押さえる周方向で分離した鍔部１０５ａ、１０５ｂ、１０５ｃを備え、インシュレータボビン１００の円板部１０３には、軸方向から見てこれら鍔部と重なる位置に開口部１０６ａ、１０６ｂ、１０６ｃが設けられている。この構造によれば、鍔部１０５ａ、１０５ｂ、１０５ｃを形成するための金型を開口部１０６ａ、１０６ｂ、１０６ｃから退避させることで、安価な金型で鍔部とボビンが一体化されたインシュレータボビン１００を得ることができる。
【００２５】
例えば、図５のような円板形状の鍔部５０１とした場合、図４に例示したような通常の上下に合わせる金型では、鍔部５０１と軸方向で重なる円板部５０２の一部との間の部分に金型が入らず、図５に示す形状を得ることはできない。この問題は、別部材の金型（分割金型）を上記の金型が入らない部分に装着する方法を採用することで解決できる。しかしながら、分割金型は、金型の位置合わせ作業が増えることや、金型が増えることによるコスト増が生じる。特に、図１に示すよう鍔部を有した複数のボビンが林立している構造では、金型の分割構造が複雑になり、大きなコスト増となる。
【００２６】
これに対して、本実施形態によれば、上下に分離結合する金型を用いた１回のモールド成形によりボビンの鍔部を備えたインシュレータボビンを得ることができる。このため、安価な金型で一体成形により得ることができる面対向型レゾルバのインシュレータを得ることができる。
【００２７】
（変形例）
図６に本発明を利用したインシュレータボビンの第二の実施形態を示す。図６（Ａ）には、インシュレータボビン６０１が示されている。インシュレータボビン６０１は、樹脂製で図６（Ｂ）に示されるように直線状に展開することが可能な構造とされている。すなわち、直線状に展開された状態のインシュレータボビン６０１ａは、扇型を有した略変形四角形の複数の分割部６０２を薄肉連結部６０３により連結した構造を有している。薄肉連結部６０３は、樹脂材料が有する柔軟性によって図６（Ｂ）に示す直線状に展開した状態から、図６（Ａ）に示す中央に孔の開いたインシュレータボビンとして機能する円形形状の状態への変形（又はこの逆の遷移）が可能とされている。なお、ボビン部分の構造は、図１に関連して説明した実施形態の場合と同じである。
【００２８】
インシュレータボビン６０１は、図６（Ｂ）に示す直線状に展開した状態でモールド成形され、その状態のまま、それぞれのボビン６０４に対してコイル６０５が巻回される。この後、図６（Ａ）に示す状態に変形し、端６０６ａと端６０６ｂの部分を結合する。そして、図示しないステータコアを嵌め込み、ワニスを塗布してワイヤの固定、およびインシュレータボビン６０１と図示しないステータコアとの固定を行う。
【００２９】
第一の実施形態と比較して、図６（Ｂ）に示す状態は、隣接するボビンの間隔が広くなる。つまり、巻線装置のノズル（ワイヤを引き回すためのノズル）が入る隙間が大きくなる。このため、第一の実施形態でボビンにワイヤを巻回する場合と比較すると、より径の大きいコイルを巻くことができる。
【００３０】
（その他）
コイル３０２の数（ボビン１０１の数）は、例示した８個に限定されず、他の数であっても構わない。鍔部の分離数も図示した３個の場合に限定されない。本発明の態様は、上述した個々の実施形態に限定されるものではなく、当業者が想到しうる種々の変形も含むものであり、本発明の効果も上述した内容に限定されない。すなわち、特許請求の範囲に規定された内容およびその均等物から導き出される本発明の概念的な思想と趣旨を逸脱しない範囲で種々の追加、変更および部分的削除が可能である。
【産業上の利用可能性】
【００３１】
本発明は、面対向型レゾルバのインシュレータ構造に利用することができる。
【符号の説明】
【００３２】
１００…インシュレータボビン
１０１…ボビン
１０２…孔
１０３…円板部
１０４…円筒部
１０５ａ、１０５ｂ、１０５ｃ…鍔部
１０６ａ、１０６ｂ…開口部
２００…ステータコア
２０１…磁極
３００…ステータ
３０２…コイル
４０１…上側金型
４０２…下側金型
４０３ａ、４０３ｂ…金型の隙間（金型の内部空間）
４０４…金型に充填された樹脂材料
５０１…鍔部
５０２…円板部
６０１…インシュレータボビン
６０１ａ…展開されたインシュレータボビン
６０２…分割部
６０３…薄肉連結部
６０４…ボビン
６０５…コイル
６０６ａ、６０６ｂ…端
【図１】
0005480741.tif 000002
【図２】
0005480741.tif 000003
【図３】
0005480741.tif 000004
【図４】
0005480741.tif 000005
【図５】
0005480741.tif 000006
【図６】
0005480741.tif 000007